OSI七层模型与各层设备对应

O S I七层模型与各层设备
对应
Prepared on 22 November 2020
OSI七层模型与各层设备对应
OSI七层网络模型由下至上为1至7层，分别为物理层(Physical layer)，数据链路层(Data link layer)，网络层(Network layer)，传输层(Transport layer)，会话层(Session layer)，表示层(Presentation layer)，应用层(Application layer)。

应用层，很简单，就是应用程序。

这一层负责确定通信对象，并确保由足够的资源用于通信，这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。

应用层协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

表示层，负责数据的编码、转化，确保应用层的正常工作。

这一层，是将我们看到的界面与二进制间互相转化的地方，就是我们的语言与机器语言间的转化。

数据的压缩、解压，加密、解密都发生在这一层。

这一层根据不同的应用目的将数据处理为不同的格式，表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。

会话层，负责建立、维护、控制会话，区分不同的会话，以及提供单工(Simplex)、半双工(Half duplex)、全双工(Full duplex)三种通信模式的服务。

我们平时所知的NFS，RPC,X Windows等都工作在这一层。

管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。

会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

传输层，负责分割、组合数据，实现端到端的逻辑连接。

数据在上三层是整体的，到了这一层开始被分割，这一层分割后的数据被称为段(Segment)。

三次握手(Three-way handshake)，面向连接(Connection-Oriented)或非面向连接(Connectionless-Oriented)的服务，流控(Flow control)等都发生在这一层。

是第一个端到端，即主机到主机的层次。

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。

此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

在这一层，数据的单位称为数据段（segment）。

传输层协议的代表包括：TCP、UDP、SPX等
网络层，负责管理网络地址，定位设备，决定路由。

我们所熟知的IP地址和路由器就是工作在这一层。

上层的数据段在这一层被分割，封装后叫做包(Packet)，包有两种，一种叫做用户数据包(Data packets)，是上层传下来的用户数据；另一种叫路由更新包(Route update packets)，是直接由路由器发出来的，用来和其他路由器进行路由信息的交换。

负责对子网间的数据包进行路由选择。

网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。

在这一层，数据的单位称为数据包（packet）。

网络层协议的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等
数据链路层，负责准备物理传输，CRC校验，错误通知，网络拓扑，流控等。

我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。

上层传下来的包在这一层被分割封装后叫做帧(Frame)。

在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。

该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

在这一层，数据的单位称为帧（frame）。

数据链路层协议的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等
物理层，就是实实在在的物理链路，负责将数据以比特流的方式发送、接收，就不多说了。

具体说:
网线，集线器－－－－物理层
网卡，网桥－－－－数据链路
路由器－－－－－网络层
交换机就是用来进行报文交换的机器.它和HUB最重要的区别就HUB是物理层设备,采用广播的形式来传输信息,交换机多为链路层设备(二层交换机),能够进行地址学习,采用存储转发的形式来交换报文.它和路由器的区别在于路由器有DDN,ADSL等接口,交换机只有以太网接口.
国际标准组织（ISO）制定了OSI模型。

这个模型把网络通信的工作分为7层。

1至4层被认为是低层，这些层与数据移动密切相关。

5至7层是高层，包含应用程序级的数据。

每一层负责一项具体的工作，然后把数据传送到下一层。

物理层（也即OSI模型中的第一层）在课堂上经常是被忽略的。

它看起来似乎很简单。

但是，这一层的某些方面有时需要特别留意。

物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。

甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备（参见RFC 1149）。

网络故障的排除经常涉及到1层问题。

我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。

由于办公室的椅子经常从电缆线上压过，导致网络连接出现断断续续的情况。

遗憾的是，这种故障是很常见的，而且排除这种故障需要耗费很长时间。

第2层是以太网等。

请记住，我们要使这个问题简单一些。

第2层中最重要的是你应该理解网桥是什么。

机可以看成网桥，人们现在都这样称呼它。

网桥都在2层工作，仅关注以太网上的MAC地址。

如果你在谈论有关MAC地址、机或者网卡和驱动程序，你就是在第2层的范畴。

集线器属于第1层的领域，因为它们只是电子设备，没有2层的知识。

第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分，因此现在先不详细讨论这个
问题的细节。

现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了。

在往下讲之间，你应该回过头来重新阅读一下上面的内容，因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别。

如果你在谈论一个IP地址，那么你是在处理第3层的问题，这是“数据包”问题，而不是第2层的“帧”。

IP是第3层问题的一部分，此外还有一些协议和地址解析协议（ARP）。

有关的一切事情都在第3层处理。

地址解析和路由是3层的重要目的。

第4层是处理信息的传输层。

第4层的数据单元也称作数据包（packets）。

但是，当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法，TCP的数据单元称为段（segments）而UDP协议的数据单元称为“数据报（datagrams）”。

这个层负责获取全部信息，因此，它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。

理解第4层的另一种方法是，第4层提供端对端的通信管理。

像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。

有些协议并不在乎一些数据包是否丢失，UDP协议就是一个主要例子。

现在快要到7层了，我们很想知道第5层和第6层有些什么功能。

可以说，它们都是没有用的。

有一些应用程序和协议在5层和6层。

但是，对于理解网络问题来说，谈论这些问题没有任何益处。

请大家注意，第7层是“一切”。

7层也称作“应用层”，是专门用于应用程序的。

如果你的程序需要一种具体格式的数据，你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式，并且创建一个第7层协议。

SMTP、DNS和FTP都是7层协议。

学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。

假如你是一个网络上的操作系统。

在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数据到达。

驱动程序处理2层帧的出口，通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包（希望是如此）。

作为操作系统，你将调用一些常用的应用程序处理3层数据。

如果这个数据是从下面发上来的，你知道那是发给你的数据包，或者那是一个广播数据包（除非你同时也是一个路由器，不过，暂时不用担心这个问题）。

如果你决定保留这个数据包，你将打开它，并且取出4层数据包。

如果它是TCP协议，这个TCP子系统将被调用并打开这个数据包，然后把这个7层数据发送给在目标端口等待的应用程序。

这个过程就结束了。

当要对网络上的其它计算机做出回应的时候，每一件事情都以相反的顺序发生。

7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者。

然后，TCP协议在这些数据中加入额外的文件头。

在这个方向上，数据每前进一步体积都要大一些。

TCP协议在IP协议中加入一个合法的TCP字段。

然后，IP协议把这个数据包交给以太网。

以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序。

然后，这个数据通过了这个网络。

这条线路中的路由器将部分地分解这个数据包以获得3层文件头，以便确定这个数据包应该发送到哪里。

如果这个数据包的目的地是本地以太网子网，这个操作系统将代替路由器为计算机进行地址解析，并且把数据直接发送给主机。